智慧高速公路發(fā)展課件講解

智慧高速公路發(fā)展

主講人：武香林廣東交通職業(yè)技術(shù)學院交通運營管理專業(yè)教學資源庫TransportationOperationManagement

本章學習內(nèi)容1、交通強國戰(zhàn)略中關(guān)于智慧高速的展望；2、目前智慧高速的發(fā)展現(xiàn)狀；3、智慧高速發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用；4、智慧高速示范工程案例簡介。交通強國自十九大以來一直到剛剛結(jié)束的十九屆五中全會，國家對交通強國戰(zhàn)略的重視程度持續(xù)加深，創(chuàng)新發(fā)展的步伐加快。2021年2月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》，并發(fā)出通知，要求各地區(qū)各部門結(jié)合實際認真貫徹落實。為加快建設(shè)交通強國，構(gòu)建現(xiàn)代化高質(zhì)量國家綜合立體交通網(wǎng)，支撐現(xiàn)代化經(jīng)濟體系和社會主義現(xiàn)代化強國建設(shè)，編制本規(guī)劃綱要。規(guī)劃期為2021至2035年，遠景展望到本世紀中葉。新基建2018年12月19日至21日，中央經(jīng)濟工作會議在北京舉行，會議重新定義了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，把5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)定義為“新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”。新基建是智慧經(jīng)濟時代貫徹新發(fā)展理念，吸收新科技革命成果，實現(xiàn)國家生態(tài)化、數(shù)字化、智能化、高速化、新舊動能轉(zhuǎn)換與經(jīng)濟結(jié)構(gòu)對稱態(tài)，建立現(xiàn)代化經(jīng)濟體系的國家基本建設(shè)與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，包括綠色環(huán)保防災(zāi)公共衛(wèi)生服務(wù)效能體系建設(shè)、5G—互聯(lián)網(wǎng)—云計算—區(qū)塊鏈—物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、人工智能大數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、以大健康產(chǎn)業(yè)為中心的產(chǎn)業(yè)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、新型城鎮(zhèn)化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)孵化升級基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等，具有創(chuàng)新性、整體性、綜合性、系統(tǒng)性、基礎(chǔ)性、動態(tài)性的特征。新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（簡稱：新基建），主要包括5G基站建設(shè)、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)七大領(lǐng)域，涉及諸多產(chǎn)業(yè)鏈

[2]

，是以新發(fā)展理念為前提，以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動，以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，面向高質(zhì)量發(fā)展需要，提供數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級、融合創(chuàng)新等服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施體系。

1、交通強國戰(zhàn)略中關(guān)于智慧高速的展望隨著新基建的發(fā)展所帶來的契機，智慧交通行業(yè)成為了智能化時代創(chuàng)新變革的關(guān)注焦點。交通強國建設(shè)促進了智慧交通的發(fā)展和進步,可以更好地滿足我國智慧交通的發(fā)展需求,如今交通的發(fā)展和進步,不再重視速度和規(guī)模,變得更加重視質(zhì)量和效益,交通形式也發(fā)生了比較顯著的變化,各種交通方式開始朝著融合發(fā)展方向轉(zhuǎn)變,開始重視創(chuàng)新驅(qū)動的變化形式,對于智慧交通的目標以及關(guān)鍵技術(shù),需要重新進行定位和整理。交通強國-發(fā)展目標到2020年，完成決勝全面建成小康社會交通建設(shè)任務(wù)和“十三五”現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃各項任務(wù)，為交通強國建設(shè)奠定堅實基礎(chǔ)。（已完成，2018年提出）從2021年到本世紀中葉，分兩個階段推進交通強國建設(shè)。到2035年，基本建成交通強國?，F(xiàn)代化綜合交通體系基本形成，人民滿意度明顯提高，支撐國家現(xiàn)代化建設(shè)能力顯著增強；擁有發(fā)達的快速網(wǎng)、完善的干線網(wǎng)、廣泛的基礎(chǔ)網(wǎng)，城鄉(xiāng)區(qū)域交通協(xié)調(diào)發(fā)展達到新高度；基本形成“全國123出行交通圈”（都市區(qū)1小時通勤、城市群2小時通達、全國主要城市3小時覆蓋）和“全球123快貨物流圈”（國內(nèi)1天送達、周邊國家2天送達、全球主要城市3天送達），旅客聯(lián)程運輸便捷順暢，貨物多式聯(lián)運高效經(jīng)濟；智能、平安、綠色、共享交通發(fā)展水平明顯提高，城市交通擁堵基本緩解，無障礙出行服務(wù)體系基本完善；交通科技創(chuàng)新體系基本建成，交通關(guān)鍵裝備先進安全，人才隊伍精良，市場環(huán)境優(yōu)良；基本實現(xiàn)交通治理體系和治理能力現(xiàn)代化；交通國際競爭力和影響力顯著提升。到本世紀中葉，全面建成人民滿意、保障有力、世界前列的交通強國。

基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模質(zhì)量、技術(shù)裝備、科技創(chuàng)新能力、智能化與綠色化水平位居世界前列，交通安全水平、治理能力、文明程度、國際競爭力及影響力達到國際先進水平，全面服務(wù)和保障社會主義現(xiàn)代化強國建設(shè)，人民享有美好交通服務(wù)。人為輔，系統(tǒng)為主。高度智能化、“零死亡”，世界領(lǐng)先水平。智慧高速智慧高速公路是一個技術(shù)引領(lǐng)的領(lǐng)域，人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)等都是智能交通發(fā)展所需技術(shù)。往前追溯，早在2012年的時候，智慧高速就隨智慧城市的概念一并提出。智慧高速、智慧交通的核心目的、初心，是為實現(xiàn)更安全、更快速高效、更加綠色便捷的出行和貨物運輸。交通運輸?shù)母灸康木褪亲屓撕臀锿瓿晌灰?，因此，自動駕駛不是智慧高速的目標，自動駕駛汽車的出現(xiàn)，是有利條件，是發(fā)展智慧高速公路更好更快發(fā)展的有利條件。建設(shè)智慧高速公路的目的，是為有效提升現(xiàn)有路網(wǎng)的通行能力，因為大城市即便有足夠的財力，高速公路建設(shè)也越來越難，因為有土地供給，環(huán)境保護以及大通道的線位資源等等限制。因此，建設(shè)智慧高速，有效提升公路通行能力，是當前和今后一定階段我國高速公路建設(shè)的必然選擇和重要方向。2、目前智慧高速的發(fā)展現(xiàn)狀2014年，交通部發(fā)了“四個交通”：綜合、綠色、智慧、平安。2016年，《交通運輸信息化“十三五”規(guī)劃》：智慧公路示范。2016年，《推薦互聯(lián)網(wǎng)+便捷交通，促進智能交通發(fā)展的實施方案》：智慧公路示范。2017年，《推進智慧交通發(fā)展行動計劃》：服務(wù)、決策、應(yīng)急、管理。2017年，《智慧交通讓出行更便捷行動方案》：ETC應(yīng)用、智慧出行。2018年，交通部《加快推進新一代國家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點》：基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化、路運一體化車路協(xié)同、北斗高精度定位綜合應(yīng)用、基于大數(shù)據(jù)的路網(wǎng)綜合管理、互聯(lián)網(wǎng)+路網(wǎng)綜合服務(wù)、新一代國家交通控制。2019年2020年2021年（1）政府重視，行業(yè)迫切（2）省份示范效果顯著浙江省在全國率先啟動探索智慧高速。到2014年基本完成，總投資約4億。2014，云南省啟動智慧高速建設(shè)，到2017年，已完成二期投資，三期正在進行，約4億。2014，湖南啟動高速信息化建設(shè)，已完成一期，投資3億。包括現(xiàn)在江蘇、河北、青海、甘肅、河南等等，每個省都在進行自己理解的智慧高速公路，當然這個效果在很多方面進行了一些推動。（3）技術(shù)引領(lǐng)，智慧突破

互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)、新理念應(yīng)用，通過技術(shù)引領(lǐng)發(fā)展。比如在浙江智慧高速公路做的時候沒有互聯(lián)網(wǎng)+的概念，但是浙江智慧高速公路運用了很多互聯(lián)網(wǎng)+的技術(shù)，當時并不叫互聯(lián)網(wǎng)+，只是聯(lián)系互聯(lián)網(wǎng)的這種資源，包括云計算。當然也是用了一些虛擬的技術(shù)，現(xiàn)在來看應(yīng)該也是云的一種技術(shù)，所以這種新技術(shù)推動之后，給我們智慧高速公路帶來了很大的推動力，并且在智能監(jiān)測、智能傳輸、智慧服務(wù)、應(yīng)急處置、智能收費(ETC等)等領(lǐng)域取得重大突破。在路網(wǎng)運行安全、行駛暢通舒適、公眾服務(wù)水平、道路管理水平等進入一個新時代。（4）跨界融合，模式創(chuàng)新

與氣象、高德、移動、交警、媒體等跨界，行業(yè)數(shù)據(jù)共享與交互，實現(xiàn)路網(wǎng)監(jiān)測、公眾服務(wù)、應(yīng)急處置等更加高效。PPP、購買服務(wù)、股份制等新模式，加快智慧建設(shè)速度?？缧袠I(yè)的施工單位、產(chǎn)品商、方案解決商的加入，提高智慧建設(shè)水平。（5）經(jīng)驗積累，起步探索

智慧高速公路建設(shè)總體處于初級階段，先行省份主要在探索前行，雖然取得了一定成績，但行業(yè)建設(shè)、管理經(jīng)驗仍然缺乏。智慧高速公路標準規(guī)范剛起步。在公眾服務(wù)、路網(wǎng)監(jiān)測、應(yīng)急處置以及大數(shù)據(jù)分析等取得較大進步，但還需繼續(xù)提高。運營和維護等也需要加強探索。建設(shè)模式仍需大膽突破。經(jīng)驗積累，起步探索

智慧高速公路體系基于特征識別、通信、移動、北斗等構(gòu)建智能收費體系。發(fā)展目標:建設(shè)收費準確、快速通過的智能收費系統(tǒng),最終實現(xiàn)自由流收費。無人化、無夠化、自動化、準確化、快速化、便捷化。(評判指標:通過率、通過時間、現(xiàn)金使用率)精建強大、高效、智能的綜合管理平臺體系。發(fā)展目標:建立全省統(tǒng)一智慧管理平臺:功能善、運行智能、管理高效。實現(xiàn)業(yè)務(wù)、應(yīng)急等可視化、移動化智能化、全過程精準管理。評判指標:響應(yīng)時間、高效性、智能性基于新一代傳檐技術(shù),構(gòu)建大帶寬、高穩(wěn)定的泛在傳著體系。發(fā)展目標:以穩(wěn)定、大帶的高速公路通信專網(wǎng)為核心,無線網(wǎng)、移動網(wǎng)、公網(wǎng)為輔助的傳輸體系,并實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理智能化。評判指標:1故障率、穩(wěn)定性、網(wǎng)管度基于物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+等新技術(shù)構(gòu)建全面路網(wǎng)狀態(tài)感知體系。發(fā)展目標:準確、實時、透徹、全面掌裂高速公路運行狀態(tài)。掌提每段路、每輛車、每個結(jié)構(gòu)物狀況.(評判指標:準確率、實時性)基于“互聯(lián)網(wǎng):”、移動網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)建全媒體炬陣的公眾信息服務(wù)體系。發(fā)展目標:建設(shè)準確、及時、易獲取、易識別的公眾服務(wù)體系:隨需而動、隨需而獲。(評判指標:及時性、易獲推)智慧感知智能收費智能傳輸智慧管理智慧服務(wù)要形成智慧高速公路體系還有一個很重要的工作就是我們要有保障機制，包括標準規(guī)范、安全保障、運營維護和考核保障。

3、智慧高速發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用智慧高速公路技術(shù)體系構(gòu)建智慧高速公路技術(shù)集用戶新需求及服務(wù)創(chuàng)新需求分析（1）三網(wǎng)融合的基礎(chǔ)設(shè)施

三網(wǎng)合一的基礎(chǔ)設(shè)施是由高速公路網(wǎng)、感知通行控制網(wǎng)、綠色能源網(wǎng)三個網(wǎng)絡(luò)設(shè)施融合疊加形成的高速公路基礎(chǔ)設(shè)施。與傳統(tǒng)的高速公路系統(tǒng)比，除了有通信、監(jiān)控、收費系統(tǒng)外，還涉及感知、高精地圖、高精定位、邊緣計算等支撐技術(shù)。高速公路沿途會有功能綜合型節(jié)點，可以面向安全沿途做本地的決策控制服務(wù)。三網(wǎng)合一的基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建時要注意考慮好三個核心問題。一是，設(shè)施布設(shè)優(yōu)化問題。一方面要考慮它們的覆蓋度、復用性，另一方面要考慮經(jīng)濟性，而且必須結(jié)合實際道路結(jié)構(gòu)、線性、服務(wù)目標等才能具體提出優(yōu)化方案；二是，能源供給網(wǎng)與傳感通信控制網(wǎng)的匹配問題。原來的高速公路對能源供給需求并不是突出，但如果要建立傳感通信控制網(wǎng)，加上電動車要上路，則能源供給要求就高了。能源分布網(wǎng)絡(luò)要和基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)匹配。傳感通信控制網(wǎng)和能源供給網(wǎng)絡(luò)匹配問題也是要在具體工程中根據(jù)優(yōu)化后的設(shè)備布局情況去設(shè)計；三是，交通基礎(chǔ)設(shè)施的全新設(shè)計的問題。因為高速公路服務(wù)用戶群體構(gòu)成變了，人開的車和自動駕駛的車，或者機器開的車，在路上的行駛特征是不一樣的，他們混行在一起時對交通流的平穩(wěn)性、交通運行的安全和效率都會有影響，我們要考慮對不同特征的運載工具做道路資源分配，讓特質(zhì)一樣的運載工具到同一個車道上去行駛，這也是提高混行交通安全和高效的基本方法，那么就面臨車道功能重新定義的問題。這個問題也是要根據(jù)具體道路結(jié)構(gòu)線型、交通流特征、混行交通構(gòu)成比例、交通交織區(qū)及關(guān)鍵節(jié)點分布模型、引導控制策略等去設(shè)計。（2）“云邊端”協(xié)同的云控平臺云邊端協(xié)同的云控平臺是一個分布式控制架構(gòu)支撐的管控平臺，跟原來的高速公路數(shù)據(jù)逐級上傳數(shù)據(jù)的服務(wù)管理平臺相比，它可以實施邊緣安全控制服務(wù)，也可以對路網(wǎng)實施點線面相結(jié)合的協(xié)同聯(lián)動控制。（3）廣域全息感知智慧高速的要求來講，有感知、通信聯(lián)接、計算和控制四大關(guān)鍵能力。感知是指具備全天候、全息、全域感知；通信聯(lián)接，是指低時延、全域聯(lián)接，也包括融合通信即多種通訊方式的合作溝通，實現(xiàn)跨道路、地域的信息共享，還涉及對網(wǎng)絡(luò)信息安全的控制；計算能力則是體現(xiàn)智慧高速“智慧”的功能，要有多樣性算力滿足不同邊云不同場景，傳統(tǒng)的公路信息化更為重視外場設(shè)備建設(shè)應(yīng)用，在未來，平臺、軟件會在智慧高速發(fā)揮越來越重要的作用，邊側(cè)實時性大算力以及邊緣計算會有更多需求；控制能力，具體是說邊側(cè)實時控制策略，云端最優(yōu)控制策略，從端云協(xié)同的角度出發(fā)要求整體優(yōu)化，為交通參與者和管理者提供全局最優(yōu)的協(xié)同控制。通過“感-聯(lián)-算-控”一體的應(yīng)用，來實現(xiàn)交通安全、交通效率和綠色出行的提升。這三者都是效率提升的體現(xiàn)，但智慧高速在商業(yè)應(yīng)用還有一點缺失的，更多在于公益性。4、智慧高速示范工程案例簡介2020年5月19日，交通運輸部副部長劉小明在國務(wù)院新聞辦公室舉辦的新聞發(fā)布會上表示，將圍繞基礎(chǔ)設(shè)施的智能化、陸運一體化、車路協(xié)同等前沿的技術(shù)方向，推動5G通信和北斗導航等技術(shù)的應(yīng)用。結(jié)合2022年冬奧會和2022年將要在蘇州召開的第29屆世界智能交通大會，會同北京、上海、河北等一些地方在京禮高速、東海大橋、雄安新區(qū)等推進一批自動駕駛和車路協(xié)同試點項目，以此開展新一代國家交通控制網(wǎng)和智慧公路的試點工作。對于適應(yīng)自動駕駛的道路智能化改造而言，綜合考慮多方面因素，高速公路和一級公路的智能化改造最具先行優(yōu)勢。是指選取有代表性的高速公路開展車路信息交互、風險監(jiān)測及預(yù)警、交通流監(jiān)測分析等技術(shù)應(yīng)用測試。

路運一體化車路協(xié)同據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全國的高速公路車路協(xié)同示范主要有北京、河北、吉林、江蘇、浙江、福建、江西、河南、廣東、湖南、山東、海南等12個省市。全國有超4000公里高速公路已經(jīng)和即將開展車路協(xié)同創(chuàng)新示范工作。建設(shè)內(nèi)容分布在車端、路端和云端，主要實現(xiàn)“感知、通信、計算”三大功能。用于提供面向C/B端的主動安全類、提升效率類、信息服務(wù)類業(yè)務(wù)，和面向G端